交通运输业作为国民经济发展的基础行业,一直以不同形式促进社会进步。由交通运输与区域经济发展相辅相成的思想可知,发展现代交通的主要任务是以交通运输业带动经济发展、以良好的经济基础保障交通运输业稳定进步,从而满足不同地区、不同主体对交通运输能力的客观需求。虽然,交通运输业的快速发展,开辟了多元化运输方式、丰富了个性化运输需求,促使交通运输能力和服务水平得到稳步提升。但是,相应问题也逐渐凸显出来,特别是在大中型城市,由于城市化、机动化进程加快,城市人口、机动车保有量迅速增加等,引起了一系列交通问题,如交通拥堵、交通事故、交通环境污染等。面对严重的城市交通问题,以ITS为代表的先进交通技术的使用成为协调各种交通方式运行的必然趋势和缓解现有运输方式不足的主要途径。但是,ITS在城市中的建设与应用受众多因素影响,而路网结构作为其中的关键因素,在很大程度上影响了ITS的建设模式及应用效益。因此,如何透过路网结构特征及其对ITS的建设需求,合理设计ITS建设的模式和方案,使建设成本最低,应用效益最优以及建设过程中造成的负面效应最小等,是ITS建设面临的重要任务。基于以上问题,本文将以路网结构、ITS及城市路网交通体系等为对象,展开深入研究。(1)分析ITS对路网交通的促进作用。运用Granger模型验证ITS建设是改善路网交通运行效率的Granger原因,并在定性阐述ITS作用的基础上,创新构建匹配双重差分模型,从路网交通运行的畅通性层面入手量化ITS的应用贡献。由于不同城市的ITS建设时间长短不同,各自的贡献率也存在差异,因此,本文根据城市和计算时间的不同,提出了贡献率计算方法,并以广州市为例进行实证研究,结果显示,ITS对广州市路网交通运行畅通性的贡献约为9.25%。通过进行贡献率研究,能够从路网结构的众多因素中剥离出ITS应用的影响因素,从而更加科学地指导路网ITS的建设。(2)采用列举法和对比法调研分析国内外的ITS建设模式现状,提炼其对城市路网结构中ITS建设模式研究的借鉴作用,并挖掘影响路网ITS建设模式选择的关键要素,为ITS建设模式的研究奠定基础。(3)基于深入的理论分析,依据路网结构特征对国内主要城市(不包含香港、澳门和台湾,下同)进行聚类研究,再应用系统动力学模型,构建路网结构因果关系图、流图,探讨路网交通的运行原理、动力机制等。通过研究,即能依据路网结构特征明确路网交通对ITS建设的需求、掌握主要构成要素间的关联性及其对ITS建设的影响等,又能梳理路网结构与ITS建设模式之间的关系。其研究结果,不仅对路网ITS建设模式的研究具有高度指导意义,对ITS建设方案优化的思路分析及指标选取等也有强烈的参考作用。(4)借鉴人体经络系统理论,提出该理论对路网结构中ITS建设模式研究的启示作用,并指导路网ITS建设的层次结构划分。根据分层结果,从路网整体规划层、路网结构体系层和系统应用层进行建设模式研究,详细提出各个层次中的ITS建设模式。此外,基于路网ITS建设模式的研究结果,提出ITS建设方案的设计标准,并通过综合分析,引入多目标规划方法,构建优化模型进行建设方案优化;再根据优化结果,结合模糊优选模型,提出最优的路网ITS建设方案。(5)选择案例城市进行实证研究。通过探讨案例城市的ITS建设需求,将路网ITS的建设模式和优化模型应用到案例城市中,并采集数据进行实证研究。根据研究结果,从加强政府的主导作用,科学处理政府与企业的关系,强化其他组织的保障作用,提升建设方案制定的合理性以及注重ITS建设与路网结构特征的融合性等角度提出推进路网ITS建设的策略建议。通过本文研究,针对城市路网结构中的ITS建设提出了较完善的理论体系,扩展了读者对ITS、城市路网交通体系及路网结构等的认识,深化了对ITS建设作用的研究,构建了路网结构中ITS的建设模式及建设方案优化模型。其研究结果有助于城市智能交通建设的速度与质量、规模与效益等共同发展,并在保证效益、控制成本的前提下促使路网ITS的建设更合理。总之,本文提出了探索性、创新性的ITS建设策略,对加快城市ITS建设、提升ITS应用效率、促进城市交通发展战略转型和创新等都有一定指导意义。